Введение к работе
В настоящее время существует довольно много экспериментальной информации о электромагнитной структуре адронов и атомных ядер, которая нуждается в систематизации и физической интерпретации. Она описывается с помощью электромагнитных формфакторов (фф), поведение которых ожидается что будет полностью предсказано в рамках теории сильных взаимодействий, на роль которой претендует квантовая хромодинамика (КХД). Однако, хотя КХД сегодня, с одной стороны в рамках пертурбативных методов способна предсказывать поведение фф на асимптотике, а другой стороны в рамках непергурбативных методов (правила сумм КХД) способна предсказывать поведение фф в ограниченном интервале пространственно подобной области, она неспособна предсказать поведение фф во всей области их определения. Поэтому КХД (как и все модели основанные на квар-ковой структуре адронов) способна пока предсказывать фф только в областях их гладкого поведения, а в копечноэнергетической времени подобной области, где эксперименты показывают сложную резонансную структуру поведения фф, КХД пока никаких предсказаний не дает. Последнее кажется непосредственно связа-ним с пока нерешенной полностью проблемой - проблемой связаппых состояний в рамках теории квантованных полей.
Что касается теоретического описания электромагнитной структуры атомных ядер, обстановка еще хуже. Существуют только данные по ядерным электромагнитным фф в пространственно подобной области, и все теоретические ядерные подходы ограничиваются объяснением поведения фф в этих областях. Другими словами, у ядерщиков не существует по аналогии с адронами поведения фф в времени подобной области, которое в принципе может быть измерено с помощью процессов электрон-позитронной аннигиляции в ядро-антиядро.
С другой стороны, существует ряд важных физических проблем в которых нужно заранее знать поведение электромагнитных фф адроиов и ядер. Мы имеем ввиду учет поправок от электромагнитных взаимодействии в чисто адронных или ядерных взаимодействиях. Далее, например, для количественной оценки нену-клонных степеней свободы в Электромагнитной структуре ядер нужно знать надежное поведение электромагнитных фф нуклонов в пространственно подобной области. Для точной оценки адронного вклада в аномальный магнитный момент заряженных лептонов, который в сравнении с экспериментом приводит к проверке стандартной модели, нужно знать надежное поведение электромагнитных фф в времени подобной области. Как известно, с возрастанием масс резонансов в процессах аннигиляции электрон-позитрон в адроны теряется их выраженное поведение в соответствующих наборах данных. Поэтому для идентификации соответствующих возбужденных состояний из существующих данных нужны глобальные модели электромагнитных фф, которые бы учитывали вклады всех возможных разрешенных резонансов.
Это все указывает на актуальность и важность изучения электромагнитной
структуры сильно взаимодействующих частиц с феноменологической точки зрения а также строения глобальных моделей электромагнитных фф адронов и ядер, которым посвящена предлагаемая диссертация. Цель предлагаемой диссертации
Предсказание электрических и магнитных средне квадратических радиусов всего октета барионов в рамках ВМД модели без использования существующих данных и их сравнение с предсказаниями других моделей.
Проверка способности унитаризованной аналитической (УА) ВМД модели описать существующую экспериментальную информацию об электромагнитной структуре нуклонов и Не4, но со строгим соблюдением Окубо-Цвейга-Иизуки (ОЦИ) правила.
Используя усовершенствованные модели электромагнитных фф псевдоскалярных мезонов, новые данные по эксклюзивным каналам электрон-позитроп-ной аннигиляции в адроны и исправленную формулу в рамках КХД для отношения полного сечения электрон-позитронной аннигиляции в адроны к полному сечению электрон-позитронной аннигиляции в пару мюонов, получить более точную оценку адронного вклада в аномальный магнитный момент заряженных лептонов.
Конструкция новой УА-ВМД модели, с математически корректным способом получения правильного асимптотического поведения нуклонных фф, и ее применение к анализу всех существующих данных при точном учете ОЦИ правила.
Научные результаты и новизна
Мы провели анализ всех существующих экспериментальных данных по электромагнитной структуре нуклонов с помощью классической ВМД модели и показали чго она непригодна для их глобального описания. Мы детально проанализировали эти данные с помощью старой формулировки УА-ВМД модели и показали, что в рамках такого феноменологического подхода невозможно однозначно предсказать отношение полных сечений <т(е+е~ —> рр) и <т(е+е~ —» пп), даже если модель очень хорошо описывает все существующие данные.
Мы существенно понизили ошибку оценки адронного вклада в аномальный магнитный момент заряженных лептонов. Ошибка в случае мюона оказалась приблизительно в четыре раза меньше чем вклад слабого взаимодействия в аномальный магнитный момент мюона и она сравнима с точностью которая ожидается в новом g-2 эксперименте.
Предложена новая формулировка УА-ВМД модели, в которой правильное асимптотическое поведение достигается корректным (с математической точки зрения) способом.
Новая формулировка УА-ВМД модели применепа к описанию всех существующих экспериментальных данных по электромагнитной структуре нуклонов, и она предсказывает соотношение а(е*~е~ —+ рр) ss <т(е+е~ —» пп) в области сразу над нуклон-антинуклонным порогом и соотношение а(е+е~ — рр) и 2 а(е+е~ — пп) в области J/Ф частиц.
Апробация работы Основные материалы диссертации докладывались на семинарах Лаборатории теоретической физики им. Н.Н. Блохинцева ОИЯИ в Дубне, Физического института САН в Братиславе, Института экспериментальной физики САН в Кошице. Кроме того, они докладывались на международных конференциях "Quarks'92" в Звенигороде и "Hadron Structure'92" в Словакии. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, которых список находится в конце автореферата.
Объем работы Диссертация состоит из введения, трех глав основного содержания, заключения, библиографического списка литературы с 86 наименованиями, 14 рисунков и 6 таблиц. Общий объем диссертации - 91 страница.
